JPH0633482B2 - アノード用材料の製造方法 - Google Patents
アノード用材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH0633482B2 JPH0633482B2 JP63330535A JP33053588A JPH0633482B2 JP H0633482 B2 JPH0633482 B2 JP H0633482B2 JP 63330535 A JP63330535 A JP 63330535A JP 33053588 A JP33053588 A JP 33053588A JP H0633482 B2 JPH0633482 B2 JP H0633482B2
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- JP
- Japan
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- anode material
- anode
- titanium
- nickel
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アノード用材料、特に電解二酸化マンガン製
造用アノード材料、またはメッキ用、電気分解用アノー
ド材料の製造方法に関する。
造用アノード材料、またはメッキ用、電気分解用アノー
ド材料の製造方法に関する。
電解二酸化マンガンは、主に乾電池の活物質として使用
されるが、この二酸化マンガンは一般には硫酸マンガン
0.5〜1.0mol／、遊離硫酸濃度0.2〜0.6mol／よりな
る硫酸・硫酸マンガン水溶液の電解により製造されてい
る。
されるが、この二酸化マンガンは一般には硫酸マンガン
0.5〜1.0mol／、遊離硫酸濃度0.2〜0.6mol／よりな
る硫酸・硫酸マンガン水溶液の電解により製造されてい
る。
すなわち、上記水溶液を0.8Ａ／dm2前後の直流にて電解
することにより、陽極に二酸化マンガンを析出させ、こ
れがある程度蓄積した段階で剥離し二酸化マンガンを採
取する。
することにより、陽極に二酸化マンガンを析出させ、こ
れがある程度蓄積した段階で剥離し二酸化マンガンを採
取する。
なお、その際陰極からは水素が発生する。
最近ではこのような電解二酸化マンガン製造用陽極材料
としてチタンが用いられている。これは、チタン電極が
耐食性・比強度・加工性に優れているためである。
としてチタンが用いられている。これは、チタン電極が
耐食性・比強度・加工性に優れているためである。
しかしながら、前記のチタン陽極は電流密度を高くする
と表面の不働態膜が成長し、浴電圧が上昇してしまい、
さらになお通電を継続すると遂には通電不能となるとい
う問題がある。そのために電流密度は0.8Ａ／dm2前後に
押さえておく必要があった。
と表面の不働態膜が成長し、浴電圧が上昇してしまい、
さらになお通電を継続すると遂には通電不能となるとい
う問題がある。そのために電流密度は0.8Ａ／dm2前後に
押さえておく必要があった。
このように電流密度は電解工業においては直接生産性に
結びつく問題であり、同じ電解槽であれば電流密度が高
い程大量生産が可能となり、また生産量一定とすれば電
流密度が高い程電解槽を小さくすることができ、電解槽
建設のための設備費を小さくすることができるという利
点がある。
結びつく問題であり、同じ電解槽であれば電流密度が高
い程大量生産が可能となり、また生産量一定とすれば電
流密度が高い程電解槽を小さくすることができ、電解槽
建設のための設備費を小さくすることができるという利
点がある。
さらに、電解二酸化マンガン製造用アノード材以外で
も、チタンは陽極として用いられているが、前記したよ
うに電流密度を高くすると表面の不働態膜が成長し、通
電不能となるため現在では白金メッキ等の貴金属メッキ
を行ない使われている。
も、チタンは陽極として用いられているが、前記したよ
うに電流密度を高くすると表面の不働態膜が成長し、通
電不能となるため現在では白金メッキ等の貴金属メッキ
を行ない使われている。
しかし、このような処理は非常に高価な貴金属を使うこ
と等により経済的負担が大きく、工業的利用上大きな問
題となっていた。
と等により経済的負担が大きく、工業的利用上大きな問
題となっていた。
本発明は上記の事情に鑑みなされたものであり、従来使
用されていたチタン陽極材に代わり、より多くの高電流
密度が流せることを特徴とするチタン合金の陽極材料を
安価に提供することを目的としている。
用されていたチタン陽極材に代わり、より多くの高電流
密度が流せることを特徴とするチタン合金の陽極材料を
安価に提供することを目的としている。
本発明者は上記問題を解決するため鋭意研究の結果、本
発明を完成したものである。
発明を完成したものである。
本発明の特徴はβ変態点以上に熱処理されたニッケル
０．１Ｗｔ％以上１０Ｗｔ％以下で残部がチタン及び不
可避的な不純物からなるチタン合金を、その後４００℃
以上８００℃以下の温度で熱処理することにより優れた
アノード用材料を得ることができる製造方法である。
０．１Ｗｔ％以上１０Ｗｔ％以下で残部がチタン及び不
可避的な不純物からなるチタン合金を、その後４００℃
以上８００℃以下の温度で熱処理することにより優れた
アノード用材料を得ることができる製造方法である。
本発明がチタンにニッケルを添加するのは、チタン中に
Ti2Niの金属間化合物を形成させることを目的としてい
る。このTi2Niはチタンと異なり、高電流密度で電流を
流しても陽極酸化はおきず、通電不能にならない特徴を
有しており、このTi2Niがチタン中に存在することによ
り、より多くの電流を流すことができる。
Ti2Niの金属間化合物を形成させることを目的としてい
る。このTi2Niはチタンと異なり、高電流密度で電流を
流しても陽極酸化はおきず、通電不能にならない特徴を
有しており、このTi2Niがチタン中に存在することによ
り、より多くの電流を流すことができる。
ただし、ニッケルの含有量0.1wt％より少ないとTi2Niの
形成量が少なくなり、効果が明白に現われてこないので
ニッケルの下限を0.1wt％とした。またニッケルの含有
量が１０wt％を越えると加工性が非常に悪くなるので、
その上限を１０wt％とした。
形成量が少なくなり、効果が明白に現われてこないので
ニッケルの下限を0.1wt％とした。またニッケルの含有
量が１０wt％を越えると加工性が非常に悪くなるので、
その上限を１０wt％とした。
さらに、製造上においてはアノード材料として一般に使
用されているような形状に加工するためには、熱間鍛造
や熱間圧延等のβ変態点を越えた温度域での加熱が必ず
必要となり、このような材料はたとえニッケルを含んで
いても十分な効果が得られないことがわかり、これを改
善するためその後に４００℃以上８００℃以下の温度で
熱処理することにより微細なTi2Ni粒（数μｍ）がチタ
ン中に析出し、高電流が流せることが可能となった。
用されているような形状に加工するためには、熱間鍛造
や熱間圧延等のβ変態点を越えた温度域での加熱が必ず
必要となり、このような材料はたとえニッケルを含んで
いても十分な効果が得られないことがわかり、これを改
善するためその後に４００℃以上８００℃以下の温度で
熱処理することにより微細なTi2Ni粒（数μｍ）がチタ
ン中に析出し、高電流が流せることが可能となった。
〔実施例１〕 次に、本発明を具体的な実施例に基づき説明する。
まず、熱処理の効果を調べるため、ニッケルを３wt％含
んだＴｉ−３％Ｎｉをアーク溶解にて溶解し、その後９
００℃にて鍛造し、再び９５０℃に加熱後熱間圧延によ
り厚さ６mmの熱間圧延板を作製した。この熱間圧延終了
時の材料温度は８４０℃であった。
んだＴｉ−３％Ｎｉをアーク溶解にて溶解し、その後９
００℃にて鍛造し、再び９５０℃に加熱後熱間圧延によ
り厚さ６mmの熱間圧延板を作製した。この熱間圧延終了
時の材料温度は８４０℃であった。
さらに、この材料を本発明方法に従い、熱処理したもの
とそれ以外の熱処理を行なった比較材を供試材として実
験に供した。
とそれ以外の熱処理を行なった比較材を供試材として実
験に供した。
実験方法は、室温において0.35mol／H2SO4水溶液中に
てカソードに白金電極、アノードにバフ研摩上りの供試
材を用い、定電流電解試験を実施し、浴電圧上昇がどの
くらいの時間で起こるのか調べ、アノード特性を評価し
た。
てカソードに白金電極、アノードにバフ研摩上りの供試
材を用い、定電流電解試験を実施し、浴電圧上昇がどの
くらいの時間で起こるのか調べ、アノード特性を評価し
た。
第１表及び第２表に上記実験方法により得られた各供試
材の結果を示す。
材の結果を示す。
浴電圧の経時変化は、一般に時間とともに上昇してゆく
が、アノード特性優劣の判断規準として浴電圧が４Ｖを
越えるまでの時間を採用した。
が、アノード特性優劣の判断規準として浴電圧が４Ｖを
越えるまでの時間を採用した。
〔製造条件〕 インゴット（Ｔｉ−３％Ｎｉ）→鍛造（９００℃）→熱
間圧延（９５０℃）→熱処理→供試材。
間圧延（９５０℃）→熱処理→供試材。
第１表はＴｉ−３％Ｎｉ熱間圧延材を熱処理した場合の
浴電圧上昇の変化を見たものであり、４００℃の温度か
ら熱処理の効果がはっきりと表われはじめている。
浴電圧上昇の変化を見たものであり、４００℃の温度か
ら熱処理の効果がはっきりと表われはじめている。
一方、８００℃においては、その効果が６００℃に比較
し低下しており、９００℃では熱処理の効果が全くなく
なってしまうことが判った。
し低下しており、９００℃では熱処理の効果が全くなく
なってしまうことが判った。
この結果熱処理温度は４００℃〜８００℃にする必要が
あることが確認された。
あることが確認された。
〔製造条件〕 インゴット→鍛造（９００℃）→熱間圧延（９５０℃）
→熱処理（６００℃で３時間）→供試材。
→熱処理（６００℃で３時間）→供試材。
第２表は、ニッケル添加量の効果を調べた試験結果を示
している。ニッケル添加量0.1wt％より浴電圧上昇時間
が長くなりはじめ、その傾向はニッケル添加量が増すに
したがい顕著になるのが判る。
している。ニッケル添加量0.1wt％より浴電圧上昇時間
が長くなりはじめ、その傾向はニッケル添加量が増すに
したがい顕著になるのが判る。
この結果からニッケルの下限は0.1wt％とし上限は加工
性の点より10.0wt％とする必要があることが確認され
た。
性の点より10.0wt％とする必要があることが確認され
た。
〔実施例２〕 次に、電解二酸化マンガン製造の場合におけるアノード
材について説明する。
材について説明する。
電解二酸化マンガン製造での現状はアノード材として純
チタンが使われているが、これを本発明に係る方法によ
り製造された供試材をアノード材として用いた場合、ど
の程度電流が多く流せるかを調べた結果を第３表に示
す。
チタンが使われているが、これを本発明に係る方法によ
り製造された供試材をアノード材として用いた場合、ど
の程度電流が多く流せるかを調べた結果を第３表に示
す。
試験方法は９５℃の0.35mol／H2SO4＋0.55mol／MnS
O4水溶液にて、カソードにカーボン、アノードにサンド
ブラスト処理した供試材を用い通常純チタンに流してい
る0.8Ａ／dm2の電流密度及びそれ以上の電流密度を流
し、浴電圧７Ｖを越えた時間を測定した。
O4水溶液にて、カソードにカーボン、アノードにサンド
ブラスト処理した供試材を用い通常純チタンに流してい
る0.8Ａ／dm2の電流密度及びそれ以上の電流密度を流
し、浴電圧７Ｖを越えた時間を測定した。
その結果、アノードとして純チタンを用いた場合、1.2
Ａ／dm2流すと１００時間以内に浴電圧が７Ｖを越えて
しまうのに対し、本発明方法により製造された供試材
（製造条件）は、1.4Ａ／dm2電流を流しても浴電圧の
上昇はおきず非常に優れたアノード材であることが判っ
た。
Ａ／dm2流すと１００時間以内に浴電圧が７Ｖを越えて
しまうのに対し、本発明方法により製造された供試材
（製造条件）は、1.4Ａ／dm2電流を流しても浴電圧の
上昇はおきず非常に優れたアノード材であることが判っ
た。
また、同じＮｉ濃度であっても熱間圧延材に比べて本発
明方法により製造されたアノード材料の方がより高い電
流密度が流せることもわかった。
明方法により製造されたアノード材料の方がより高い電
流密度が流せることもわかった。
さらに、このようにして高電流密度にて製造されたMnO2
を電池に組み立て放電特性を測定したところ、従来品の
MnO2と同程度か、より優れた放電特性が得られ工業的に
も使用できることがわかった。
を電池に組み立て放電特性を測定したところ、従来品の
MnO2と同程度か、より優れた放電特性が得られ工業的に
も使用できることがわかった。
以上、説明したとおり本発明方法により製造されたＴｉ
−Ｎｉ合金をアノード材として用いると、純チタンにく
らべ非常に高い電流密度を流すことができ、電解二酸化
マンガン製造用アノード、その他メッキ、電気分解用ア
ノードとしても使用可能となり、工業的価値が非常に優
れたアノード用材料を得ることができる。
−Ｎｉ合金をアノード材として用いると、純チタンにく
らべ非常に高い電流密度を流すことができ、電解二酸化
マンガン製造用アノード、その他メッキ、電気分解用ア
ノードとしても使用可能となり、工業的価値が非常に優
れたアノード用材料を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】β変態点以上に熱処理されたニッケル０．
１Ｗｔ％以上１０Ｗｔ％以下で残部がチタン及び不可的
な不純物からなるチタン合金を、その後４００℃以上８
００℃以下の温度で熱処理することを特徴とするチタン
合金からなるアノード用材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330535A JPH0633482B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | アノード用材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63330535A JPH0633482B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | アノード用材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175891A JPH02175891A (ja) | 1990-07-09 |
| JPH0633482B2 true JPH0633482B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=18233721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63330535A Expired - Lifetime JPH0633482B2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | アノード用材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633482B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468126C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2012-11-27 | ООО "Компания МеталлРесурс" | Способ изготовления нерастворимого анода на титановой основе |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63330535A patent/JPH0633482B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02175891A (ja) | 1990-07-09 |
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